[发明专利]一种石膏缓凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于石膏建材技术领域，具体涉及一种石膏缓凝剂及其制备方法和应用。该制备方法采用聚琥珀酰亚胺、二元胺、二元羧酸类化合物为基本原料，通过对物料加入顺序、反应温度和时间的控制，不需使用高温反应即可得到具有优异缓凝效果的石膏缓凝剂，生产成本降低，且产品性功能稳定。所得石膏缓凝剂在0.01～0.2％的用量下即可达到推迟初凝时间、延长初凝与终凝时间差的效果，且不会显著降低石膏的强度性能。

技术领域

本发明属于石膏建材技术领域，具体涉及一种石膏缓凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

石膏是一种广泛应用于粉刷、抹灰、装饰部件的建筑材料。在实际应用中，为了使石膏与水拌和后的浆体在较长时间内保持塑性，通常需要在石膏浆体中加入石膏缓凝剂来推迟其凝结时间。

目前常用的石膏缓凝剂种类有聚磷酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、水解蛋白氨基酸类、仿蛋白结构类等。聚磷酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐等石膏缓凝剂价格低廉，但缓凝效果差、用量大，且对石膏制品的强度影响大；水解蛋白氨基酸类石膏缓凝剂的缓凝效果好，对石膏制品的强度影响较小，但产品性能不稳定，批次间波动大，施工人员在使用过程中难以把握其使用量；仿蛋白结构类石膏缓凝剂可以综合二者的优点，缓凝效果好且产品性能稳定，如化工合成的聚天冬氨酸结构对石膏具有较好的缓凝效果。但仿蛋白结构类石膏缓凝剂在生产过程中需采用高温反应条件，存在一定的不安全性，且高温所需的能源成本比较高，从而提高了产品成本和价格，阻碍了其推广、使用。

发明内容

针对目前仿蛋白结构类石膏缓凝剂需要高温反应条件的技术问题，本发明提供一种石膏缓凝剂及其制备方法和应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种石膏缓凝剂的制备方法，包括以下操作：

S1、将聚琥珀酰亚胺与二元羧酸类化合物在水中混合均匀，再加入氢氧化物，搅拌均匀；或将氢氧化物与二元羧酸类化合物在水中混合均匀，再加入聚琥珀酰亚胺，搅拌均匀；

S2、加入联氨反应3～8个小时，得到石膏缓凝剂；

S1中所述二元羧酸类化合物为含有4～6个碳原子的二元羧酸、二元酸酐或二元羧酸盐；当所述二元羧酸类化合物为二元羧酸或二元酸酐时，所述聚琥珀酰亚胺的当量摩尔数、所述二元羧酸类化合物的摩尔数、所述联氨的摩尔数与所述氢氧化物中氢氧根的摩尔数之比为(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2):1，当所述二元羧酸类化合物为二元羧酸盐时，所述聚琥珀酰亚胺的当量摩尔数、所述二元羧酸类化合物的摩尔数、所述联氨的摩尔数与所述氢氧化物中氢氧根的摩尔数之比为(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2):0。其中聚琥珀酰亚胺的当量摩尔数可用质量除以单元摩尔质量97计算得到。

该制备方法采用聚琥珀酰亚胺(PSI)、联氨、二元羧酸类化合物为基本原料，先在水中先加入聚琥珀酰亚胺、二元羧酸类化合物、氢氧化物，各种原料在搅拌作用下充分混合，但不会发生有机物间的接枝反应。加入联氨后，联氨反应活性高且提升环境pH值到碱性状态，同时发生与羧酸的连接以及与聚琥珀酰亚胺的开环连接，可得到红棕色液体，该红棕色液体中所含的活性成分即为一种新的石膏缓凝剂。

在该制备方法中，加料顺序很关键，解释如下：

先将聚琥珀酰亚胺和二元羧酸类化合物在水中混合均匀，此过程中聚琥珀酰亚胺为不溶于水的弱酸性物质，能与碱反应，但不能和弱酸反应；本发明选用的二元羧酸类化合物均为酸性较弱的有机羧酸或酸酐，或采用羧酸盐，与聚琥珀酰亚胺混合后形成的是稳定的悬浮分散体系；